CN101436616A - 硅太阳能电池双层减反射薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硅太阳能电池双层减反射薄膜及其制备方法，所述薄膜是在硅片衬底(1)正表面沉积一层氮化硅薄膜(2.1)，在氮化硅薄膜(2.1)上面再沉积一层二氧化硅薄膜(2.2)，形成氮化硅/二氧化硅双层反射薄膜(2)。所述方法包括以下工艺步骤：步骤一、在制绒后的硅片衬底上，利用等离子体增强化学气相沉积法，SiH4与NH4反应，沉积一层氮化硅薄膜；步骤二、在氮化硅薄膜上，利用等离子体增强化学气相沉积法，SiH4与N2O反应，沉积一层二氧化硅薄膜。本发明薄膜比传统单层减反射薄膜具有更小的折射率，电池效率提高。本发明方法可以在同一台设备内完成，在工艺及设备上得到简化。

Description

硅太阳能电池双层减反射薄膜及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种用于太阳能电池的硅太阳能电池双层减反射薄膜及其制备方法。属太阳能电池技术领域。
(二)背景技术
光照到平面的太阳能电池硅片上时，其中一部分会被反射，而不能进入电池片，即使对采用绒面的硅表面，也有约11％的反射损失。在硅片上覆盖一层减反射膜层，可以降低光的反射，从而增大电池的效率。目前，单晶硅太阳能电池在工业生产中大多采用一层氮化硅薄膜作为减反射系统，氮化硅薄膜还能起到钝化的作用。根据λ/4减反射原理，通过调节氮化硅薄膜的厚度，可以使反射率在中心波长附近最小，从而使进入太阳能的有效光通量达到最大，提高太阳能电池的效率。
(三)发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能使减反射薄膜具有更好的减反射性能的硅太阳能电池双层减反射薄膜及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种硅太阳能电池双层减反射薄膜，是在硅片衬底正表面沉积一层氮化硅薄膜，在氮化硅薄膜上面再沉积一层二氧化硅薄膜，形成氮化硅/二氧化硅双层反射薄膜。
本发明硅太阳能电池双层减反射薄膜的制备方法如下：
步骤一、在制绒后的硅片衬底上，利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，采用SH4和NH3为反应源，SiH4与NH4反应，沉积一层氮化硅薄膜，该层氮化硅薄膜厚110nm，硅片衬底温度400℃，高频电源的功率500W，高频电源的频率13.56mHz，SiH4流量500sccm，NH3流量5000sccm。
步骤二、在氮化硅薄膜2.1上，利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，采用SH4和N2O为反应源，SiH4与N2O反应，沉积一层二氧化硅薄膜2.2，该层二氧化硅薄膜2.2厚50nm。硅片衬底温度350℃，高频电源功率110W，高频电源的频率13.56mHz，SiH4流量200sccm，N2O流量640sccm。
由于太阳光的光谱范围很宽，为了在较宽波长范围内较低的反射率，可以采用多层膜结构，使薄膜的反射率曲线具有两个或者多个低点，从而在较宽波长范围内得到较低的反射率。从简化工艺，减小结构应力以及减少对电池本体的损伤出发，减反射膜的层数不宜过多，所以本发明采用双层薄膜作为减反射层。
一方面，靠近硅片表面的氮化硅薄膜，具有表面钝化的效果，使表面复合速度降低，有利于提高电池的效率。另一方面，双层减反射薄膜的形成，使薄膜在较宽波长范围内具有较低的反射率，也使电池的效率得到提高。采用这种双层减反射薄膜以后，比单一折射率(折射率为1.9～2.1)的氮化硅表面光反射减少3％～4％，电池的效率提高1.5～2.0％。
这种氮化硅—二氧化硅层形成双层减反射膜的膜厚满足λ/4-λ/2原理，并且满足从入射介质玻璃到二氧化硅、氮化硅、硅衬底折射率逐渐增大，能够降低反射率，从而提高电池的效率。
综上，本发明具有以下特点：
1、本发明在保证表面钝化效果的同时，采用双层减反射薄膜结构，使减反射薄膜具有更好的减反射性能。比传统单层减反射薄膜具有更小的折射率，电池效率提高。
2、两种薄膜都利用PECVD方法制备，利用SiH4分别与NH3和N2O反应而制得，可以在同一台设备内完成，在工艺及设备上得到简化，具有较高的经济效益。
(四)附图说明
图1为本发明硅太阳能电池双层减反射薄膜剖面结构示意图。
图中：硅片衬底1、双层反射薄膜2、氮化硅薄膜2.1、二氧化硅薄膜2.2、EVA层3。
(五)具体实施方式
参见图1，本发明涉及的硅太阳能电池双层减反射薄膜，是在硅片衬底1正表面沉积一层氮化硅薄膜2.1，在氮化硅薄膜2.1上面再沉积一层二氧化硅薄膜2.2，形成氮化硅/二氧化硅双层反射薄膜2。其制备的工艺流程为：
步骤一、在制绒后的硅片衬底1上，利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，采用SH4和NH3为反应源，SiH4与NH4反应，沉积一层氮化硅薄膜2.1，该层氮化硅薄膜2.1厚110nm。硅片衬底温度400℃，高频电源功率500W，高频电源的频率13.56mHz，SiH4流量500sccm(standardcubic centimeter per minute)，NH3流量5000sccm。
步骤二、在氮化硅薄膜2.1上，利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，采用SH4和N2O为反应源，SiH4与N2O反应，沉积一层二氧化硅薄膜2.2，该层二氧化硅薄膜2.2厚50nm。硅片衬底温度350℃，高频电源功率110W，高频电源的频率13.56mHz，SiH4流量200sccm，N2O流量640sccm。

Claims (2)

1、一种硅太阳能电池双层减反射薄膜，其特征在于所述薄膜是在硅片衬底(1)正表面沉积一层氮化硅薄膜(2.1)，在氮化硅薄膜(2.1)上面再沉积一层二氧化硅薄膜(2.2)，形成氮化硅/二氧化硅双层反射薄膜(2)。
2、一种如权利要求1所述的硅太阳能电池双层减反射薄膜的制备方法，其特征在于所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、在制绒后的硅片衬底上，利用等离子体增强化学气相沉积法，采用SH4和NH3为反应源，SiH4与NH4反应，沉积一层氮化硅薄膜，该层氮化硅薄膜厚110nm，硅片衬底温度400℃，高频电源功率500W，高频电源的频率13.56mHz，SiH4流量500sccm，NH3流量5000sccm；
步骤二、在氮化硅薄膜上，利用等离子体增强化学气相沉积法，采用SH4和N2O为反应源，SiH4与N2O反应，沉积一层二氧化硅薄膜，该层二氧化硅薄膜厚度50nm，硅片衬底衬底温度350℃，高频电源功率110W，高频电源的频率13.56mHz，SiH4流量200sccm，N2O流量640sccm。
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Assignee: Atamps dimensional energy (Taicang) Co. Ltd.

Assignor: Jiangyin Hairun Solar Energy Power Co., Ltd.

Contract record no.: 2010320001128

Denomination of invention: Double-layer reflection-decreasing film for silicon solar cell and preparation method thereof

Granted publication date: 20100623

License type: Exclusive License

Open date: 20090520

Record date: 20100914

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Granted publication date: 20100623

Termination date: 20171205